猎云网11月25日报道（编译：Jasmine）

现代生活对电池的依赖越来越大，所以开发经久耐用的电池，无疑会让很多人喜大普奔。电池的研究历经多年，过去主要是开发新材料，改变关键零配件配置。而现在则开始着眼于材料重组，形成纳米电池，再将许许多多单个的纳米电池捆绑组装，形成一个大的电池设备。

电池靠两个电极分别导出离子电流和电子电流，进行发电。纳米电极本身就占有很大优势，它表面积大、离子运输时间短，使得存储容量增加，同时续航时间延长——这些电池能够更长时间地存电，存更多的电，放电周期也较长。三维纳米电极相较而言更具优势。

之前研究者就已经做过试验，在一个纳米孔内放置两个阳极氧化铝制成的电级，然后使用超薄电绝缘材料来分隔这两个电极。尽管这套系统提高了电力和能量密度，但使用这种超薄电绝缘体限制了荷电保持能力，并且需要复杂的电路在两极之间转换电流——由于纳米材料的空间限制，这种改革面临很大技术困难。

除了有线连接电路，导电离子的液体溶剂（电解质）已经被用来连接电池电路。但是使用电解质的纳米电池，蓄电量存在问题。此外，组合三维结构时，因为离子浓度梯度不均匀会导致电流密度不均。不过最近，通过组件的更有效结合，研究人员完成了电池设计的更新，克服了上述限制。

新电池由数组平行的纳米电池组成，每个单个纳米管都包含电极和液体电解质，它们被安置在阳极氧化铝制成的纳米孔内。钌负载的外纳米管和五氧化二钒的内纳米管形成电流收集器，每个纳米管都是由这样的电流收集器组成，作为储能材料。纳米孔的两端涂以五氧化二钒或化学改性的五氧化二钒，充当电极——分别作为阴极和阳极。

和全电池结构中包含的两个电极一样，纳米孔两端单个电极的性能也起着决定性作用（称为半电池结构）。这两个结构都显示出优秀的蓄电能力，可循环充放电寿命也很长。蓄电量达到80mAh/g（略低于现有的锂电池），但是循环充放电1000次后，蓄电容量还能保持在初始蓄能量的80%以上。相比之前使用相同材料的纳米电池设备，这种新型电池电容量增长到三倍，循环使用寿命也延长了一个数量级。

研究人员把这种超长的循环使用寿命，归功于同轴管状结构。他们通过比较V2O5/Ru纳米管配置和V2O5/平面Au排列的电存储，研究了这种结构的影响，发现纳米管配置的电存储潜力远高于平面排列。

这些研究人员已经通过实验证明，适当扩大纳米结构是改进电池结构的一个可行选择。续航时间和循环使用寿命的延长，或将使得这个特殊的构造在未来广泛应用于包括手机、平板在内的各种便携式设备上。

Souce:Ars